Feuerwolken: So gelangt der Rauch von Waldbränden um den Globus – Pyrocumulus und Pyrocumulonimbus erklärt

Feuerwolken, besonders der Art Pyrocumulonimbus, können den Rauch von Waldbränden oder Vulkanausbrüchen in Höhen von 10 bis 15 Kilometern befördern. Auf diese Weise können Rauchpartikel um den gesamten Globus reisen.

Pyrocumulus über dem Oregon Gulch Fire 2014 in Oregon und Kalifornien, USA, mit einer F-15C Eagle im Vordergrund.
Pyrocumulus über dem Oregon Gulch Fire 2014 in Oregon und Kalifornien, USA, mit einer F-15C Eagle im Vordergrund. Bild: U.S. Air National Guard/James Haseltine
In den borealen Wäldern Kanadas, vor allem in Alberta, Saskatchewan und British Columbia, wüten derzeit massive Waldbrände. Die Feuer erzeugen außergewöhnlich viele Feuerwolken, auch bekannt als Pyrocumulus und Pyrocumulonimbus, die Rauch und Hitze kilometerweit in die Atmosphäre befördern.
Pyrocumulus oder Pyrocumulonimbus sind Wolkentypen, die bei Vulkanausbrüchen, Bränden oder durch Industrieabgase entstehen. Dabei ist Pyrocumulus eine Form der Cumuluswolke. Pyrocumulonimbus (PyroCb) ist die weiterentwickelte Gewitterform, die Blitze, Sturm und Regen mit sich bringt.

Die durch extreme Hitze entstehenden Wolkenformationen zählen zu den stärksten konvektiven Phänomenen, die nicht durch gewöhnliche Wetterbedingungen, sondern durch Brände ausgelöst werden. Dabei können riesige Mengen von Rauchpartikeln in Höhen von 10 bis 15 Kilometern transportiert werden, teils sogar bis in die untere Stratosphäre.

Aufnahme einer Algenblüte, teilweise vom Rauch der kanadischen Waldbrände verdeckt, 3. Juni 2025.
Aufnahme einer Algenblüte, teilweise vom Rauch der kanadischen Waldbrände verdeckt, 3. Juni 2025. Bild: NASA

Ein aktuelles Beispiel sind Satellitenbilder der NASA von Anfang Juni 2025: Die Satelliten sollten eigentlich eine großflächige Phytoplanktonblüte in der Dänemarkstraße aufnehmen, die aber nur teilweise sichtbar war, weil Rauchwolken der kanadischen Waldbrände über Grönland hinwegzogen.

„Vor einigen Tagen habe ich Rauch über dem Norden der USA und Kanada bemerkt, und ich habe eine Weile gebraucht, um zu verstehen, was das war. Aus unserer Perspektive sieht es fast wie eine andersfarbige Wolkenformation aus.“

– NASA-Astronautin Nichole Ayers von Bord der Internationalen Raumstation am 3. Juni 2025, Twitter

Größere Waldbrände beeinträchtigen einerseits lokale Ökosysteme, beeinflussen aber auch das globale Klimasystem. Frühere Studien belegen, dass durch Pyrocumulus-Wolken freigesetzte Rauchpartikel Monate bis Jahre in der Atmosphäre verbleiben können. Dabei wirken sie sich ähnlich auf die Strahlungsbilanz der Erde aus wie mittelgroße Vulkanausbrüche.

Pyrocumulonimbus in der kanadischen Provinz Saskatchewan am 10. Mai 2025: Normalerweise treten Walbrände dort im April und Mai auf, wenn der Schnee schmilzt und die Landschaft austrocknet. Die Bedingungen Mitte Mai 2025 waren jedoch verschärft, mit anhaltender Dürre und starken Winden.
Pyrocumulonimbus in der kanadischen Provinz Saskatchewan am 10. Mai 2025: Normalerweise treten Walbrände dort im April und Mai auf, wenn der Schnee schmilzt und die Landschaft austrocknet. Die Bedingungen Mitte Mai 2025 waren jedoch verschärft, mit anhaltender Dürre und starken Winden. Bild: NASA/Landsat-9

Die riesigen Rauchmengen können zudem Nährstoffe wie Stickstoff oder Eisen über weite Distanzen transportieren. Es wird vermutet, dass die kanadischen Brände die Planktonblüte vor Grönland verstärkt haben. Solche Blüten sind wichtig für das marine Nahrungsnetz und den globalen Kohlenstoffkreislauf, da Phytoplankton Kohlendioxid absorbiert und Sauerstoff freisetzt.

Buschbrände in Victoria, Australien, am 20. Dezember 2024.
Buschbrände in Victoria, Australien, am 20. Dezember 2024. Bild: NASA

Auch im Dezember 2024 wurde in Australien eine Feuerwolke im Grampians-Nationalpark in Victoria dokumentiert. Die NASA hatte dort mit dem MODIS-Instrument eine Wolkentemperatur von –51 Grad Celsius gemessen, was auf eine ausgewachsene Pyrocumulonimbus-Wolke hinweist.

Ein Team von Wissenschaftlern des INSPYRE-Projekts (Injected Smoke and Pyrocumulonimbus Experiment) untersucht derzeit systematisch, welche Bedingungen zu solchen Wolken führen, wie sie Rauch in große Höhen transportieren und welchen Einfluss dies auf das Klima hat. Die Wissenschaftler wollen verstehen, ob der Rauch von PyroCb die Atmosphäre erwärmt oder abkühlt, denn je nach Zusammensetzung wäre beides denkbar.

Untersuchung von Feuerwolken mit verschiedenen Fahr- und Flugzeugen.
Untersuchung von Feuerwolken mit verschiedenen Fahr- und Flugzeugen. Bild: NASA/INSPYRE

Die Kombination aus steigender Brandintensität, häufigeren Hitzewellen und trockeneren Bedingungen sorgt dafür, dass solche Feuerwolken künftig häufiger auftreten könnten. Die Waldbrände in Kanada sind dabei nur ein Vorbote einer neuen Realität, in der Waldbrände das Klima und die Atmosphäre unseres Planeten langfristig beeinflussen.

Quellenhinweis:

NASA Earth Oberservatory: Smoke from wildland fires in Canada streamed over colorful seawater east of Greenland. Image of the Day for June 5, 2025.

NASA Earth Oberservatory: A fast-moving fire in southeastern Australia raged through parts of Grampians National Park. Image of the Day for December 23, 2024.